不知道大家有没有这样的体验:
找到一部电影,分别有4K片源和1080p片源,然后全屏观看。
“嗯……4K果然就是更清楚……”
“但是等一下,我的显示器明明只有1080p的分辨率呀!奇怪,这是为什么呢?”
今天笔者就来帮大家解答这个广泛存在的疑问。
首先要介绍一点背景知识:其实这个世界上并没有“颜色”这种客观存在的。我们人类感知到的颜色,其实是人眼对不同波长的可见光的一种主观感受。例如我们可看到600纳米波长的光,大脑感知到它是“红色”,而对于另外一种生物,或者患了色盲症的人来说,这个光在大脑里呈现的可能就不是这种颜色。
还有很重要的一点:人眼对颜色的敏感度不如对亮度的敏感度高。这是由我们的视觉细胞决定的。
因此,在视频系统里,图像的色度分量不需要有和亮度分量相同的清晰度,为了节省储存空间和传输的带宽,许多视频系统在色差信号上进行较低(相对亮度信号)清晰度的抽样。这样在不明显降低画面质量的同时降低了视频信号的总带宽。节省了数据量,让数据的传输,复制,储存更加方便。
我们来感受一下:
这是一张很正常的照片
然后我们把它的色度信息去掉
然后就变成了这样:
好像没什么问题,看得很清楚,只是成了黑白片。
然后我们再去掉亮度信息,只保留颜色信息……
然后:
什么也看不清了。
色度采样:
例用人眼对亮度敏感而对颜色不太敏感的特性,对亮度信号完整保留,对颜色信号进行有选择性的保留,这就是色度采样。
通常有4:4:4; 4:2:2以及4:2:0三种方式。
第一种是亮度信号和色彩信号全部保留,是最无压缩的方式。
第二种是亮度信号全部保留,相邻2个像素点共享一个颜色信号。
第三种是亮度信号全部保留,相邻4个像素点共享一个颜色信号。
尽管人眼对颜色不太敏感,但经过放大和对比,仔细看,依然能看出不同视频之间的区别。例如:
这两张是视频检测彩条图,上图为原始图像经过200%放大后;而下图则经过了4:2:0色。能明显看到,两个“分辨率”相同的视频,有着明显的观感差异。
结论:
市面上绝大部分片源都采用了4:2:0色度抽样,因此1080P的片源,通过4:2:0色度抽样之后,其色度分辨率只有960*540。而一个4k(3840×2160)分辨率的视频,经过4:2:0的色度采样之后,其色度分辨率为1920*1080。
在1080p的显示器上播放时,播放软件会自动对4k视频缩小,每4个方形排列的像素取平均值。3840*2160的亮度信息经缩小后变为1920*1080,而其原本就是1920*1080的色度信息则保持不变,因此你就得到了一个1080p的4:4:4色度未压缩的视频!
虽然亮度分辨率没有提高,但是色度分辨率提高了两倍,这就是为何4k片源比1080p观感更清晰。
作者: 家庭影院顾问团(sam)
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